Home | english | Impressum | Sitemap | Intranet | KIT
Institut für Angewandte und Numerische Mathematik 4: Numerische Simulation, Optimierung und Hochleistungsrechnen

Sekretariat
Kollegiengebäude Mathematik (20.30)
Zimmer 3.039

Adresse
Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Institut für Angewandte und Numerische Mathematik
Englerstrasse 2
76131 Karlsruhe

Öffnungszeiten:

Tel.: +49 721 608 - 42062

Fax.: +49 721 608 - 44178

Der Modellansatz Podcast

modellansatz.de/

Bei genauem Hinsehen finden wir die Naturwissenschaft und besonders Mathematik überall in unserem Leben, vom Wasserhahn über die automatischen Temporegelungen an Autobahnen, in der Medizintechnik bis hin zum Mobiltelefon. Woran die Forscher, Absolventen und Lehrenden in Karlsruhe gerade tüfteln, erfahren wir hier aus erster Hand.

Der Modellansatz

Der Podcast von Gudrun Thäter und Sebastian Ritterbusch kann unter http://modellansatz.de/rss/ oder aus Verzeichnisdiensten wie z.B. iTunes oder iTunes U, Die Hörsuppe oder podcast.de abonniert werden. Neue Folgen werden unter @modellansatz (twitter) oder auf Modellansatz (fb) angekündigt.

Hochschulperle digital

Der Modellansatz Podcast wurde vom Stifterverband für deutsche Wissenschaft als Hochschulperle digital im Februar 2015 ausgezeichnet.

Modell106 22.09.2016Palo AltoPalo Alto: Isabell Wayand konnte innerhalb ihres Masterstudiengangs ein Praktikum im Silicon Valley absolvieren und berichtet über ihre Erfahrungen und die Strömungsprobleme, mit denen sie sich dort befasst hat.
Modell105 15.09.2016Adiabatische QuantencomputerAdiabatische Quantencomputer: Alexandra Krause führt uns in die Welt der adiabatischen Quantencomputer mit Hunderten von Qubits und berichtet von der wissenschaftlichen Diskussion um deren tatsächliche Fähigkeiten.
Modell104 11.08.2016LehramtsausbildungLehramtsausbildung: Es ist deshalb höchste Zeit, auch einmal über die Lehramtsausbildung an unserer Fakultät zu reden. Andreas Kirsch begleitet die Organisation der Lehramtsstudiengänge schon viele Jahre.
Modell103 04.08.2016SchülerlaborSchülerlabor: Ernestina Dittrich erzählt uns über das Karlsruher Schülerlabor für Mathematik, das jetzt schon seit 10 Jahren an der Fakultät aktiv gelebt wird: Hier gibt es über 90 Experimente und es wurde schon von über 1000 Schulklassen besucht.
Modell102 28.07.2016Metrische GeometrieMetrische Geometrie: Petra Schwer erforscht in der Metrischen Geometrie Mengen mit Abstandsfunktion, wie beispielsweise die Abstands- und Winkelmessung auf der Erdkugel. Darunter fallen aber auch Riemannschen Geometrien und viel allgemeinere geometrische Strukturen wie Gruppen oder Graphen.
Modell101 21.07.2016SchulwegoptimierungSchulwegoptimierung: Mit der Frage, welche Faktoren die Verkehrsmittelwahl für den Schulweg beeinflussen, befasste sich Sven Müller, als die Schließung von Schulstandorten in Dresden wegen starker Geburtenrückgänge heiß diskutiert wurde.
Modell100 14.07.2016HundertHundert: Gudrun Thäter und Sebastian Ritterbusch unterhalten sich über 100 Folgen im Modellansatz, wie wir starteten, was wir erlebten, und was es vielleicht bald neues gibt. Und wir erhielten einige Grüße, die wir nicht vorenthalten wollen.
Modell099 07.07.2016Kointegrierte ProzesseKointegrierte Prozesse: Markus Scholz spricht über Zeitreihen, die einerseits für zeitlich geordnete (Mess-)Daten stehen, andererseits in der Statistik als Ergebnis eines stochastischen Prozesses interpretiert werden, der diese Zeitreihe als eine seiner Realisierungen erzeugt.
Modell098 30.06.2016Primzahlen und GruppenPrimzahlen und Gruppen: Rebecca Waldecker über das Faszinosum und die Nützlichkeit von Primzahlen und ihr Forschungsgebiet der Gruppentheorie, die heute Basis für viele gebräuchliche digitale Verschlüsselungsverfahren sind.
Modell097 23.06.2016Finanzen damalsTMFinanzen damalsTM: Woher kommt unser Geld und wie wurden und werden Leistungen und Waren berechnet? Ein Crossover Podcast mit Stephan Ajuvo vom damalsTM-Podcast und Sebastian Ritterbusch vom Modellansatz Podcast zur Geschichte der Finanzmathematik.
Modell096 16.06.2016EnsemblevorhersagenEnsemblevorhersagen: Die Wettervorhersage wurde traditionell mit deterministischen Gleichungen aus physikalischen Modellen berechnet. Um Ungenauigkeiten der Modellrechnungen zu bestimmen, forscht Stephan Hemri zur Idee zu Ensemblevorhersagen überzugehen, bei denen viele Modelle und Anfangsbedingungen berücksichtigt werden.
Modell095 09.06.2016Probabilistische RobotikProbabilistische Robotik: Einen fahrbaren Roboter zu bauen- das ist schon eine echte Herausforderung. Um diesem aber auch noch beizubringen autonom Aufgaben zu lösen, bedienten sich Michael Fürst und sein Team der Mathematik.
Modell094 02.06.2016Banach-Tarski ParadoxBanach-Tarski Paradox: Nicolas Monod teaches at the École polytechnique fédérale in Lausanne and leads the Ergodic and Geometric Group Theory group there. In May 2016 he was invited to give the Gauß lecture of the German Mathematical Society (DMV) at the Technical University in Dresden. He presented 100 Jahre Zweisamkeit – The Banach-Tarski Paradox.
Modell093 26.05.2016Verkehrsmodellierung IVerkehrsmodellierung I: Peter Vortisch gibt uns einen Einblick in die Anfangszeit der Verkehrsmodellierung, und wie die in der Forschung geborene Idee Schritt für Schritt Einzug in die alltägliche Anwendung fand.
Modell092 05.05.2016Viscoelastic FluidsViscoelastic Fluids: Helen Wilson studies viscoelastic fluids that combine viscous and elastic behaviour. Elastic effects in fluids often stem from clusters of particles or long polymers in the fluid, which align with the flow. It takes them a while to come back when the flow pattern changes. We can consider that as keeping a memory of what happened before.
Modell091 28.04.2016ÖPNVÖPNV: Vor Großbaustellen zur Verbesserung des öffentlichen Nahverkehrs steht die Frage, welche Konzepte die Situation wirklich verbessern können. Dazu entwickelt Klaus Nökel Modelle und Simulationen, die uns helfen schon im Computer den aktuellen Stand besser zu verstehen und Verbesserungsmöglichkeiten zu bestimmen.
Modell090 21.04.2016FußgängermodelleFußgängermodelle: Das Arbeitsgebiet von Tobias Kretz, die Simulation von Fußgängerströmen, entwickelte sich zunächst für Evakuierungs- und Notfall-Szenarien, und dient heute der Planung in großen Bahnhöfen. Denn hängt die Frage, ob man einen Anschlußzug kann, nicht auch von der Problematik ab, dass man dabei von anderen Fahrgästen behindert wird?
Modell089 14.04.2016Crop GrowthCrop Growth: Josie Dodd develops models that describe plant and canopy growth of the Bambara Groundnut - especially the plant interaction when grown as part of a crop. The Bambara Groundnut is an remarkably robust crop and is therefore a candidate for adding to our food supply in the future.
Modell088 07.04.2016VerkehrswesenVerkehrswesen: Verlässliche Verkehrssimulationen benötigen gut definierte Ausgangswerte. Autobahnenabschnitte ohne Tempolimit sind jedoch ein Beispiel, wo Berechnungen leicht von den Bemessungsrichtlinien abweichen. Ulrike Leyn untersucht hier, bei welchen Modellparametern die Vorgaben eingehalten werden können.
Modell087 31.03.2016PerkolationPerkolation: Sebastian Ziesche hat an der Universität in Tübingen Perkolationstheorie kennen gelernt und sich von der Faszination anstecken lassen. Perkolation ist ein Modell für poröse Strukturen und es geht bei der Analyse vor allem um die Quantifizierung von Durchlässigkeit.
Modell086 24.03.2016Complex GeometriesComplex Geometries: Before numerical simulations can take place, the computational domain has to be represented as a mesh which sometimes is hard to create. Therefore, Sandra May investigates a cut cell aproach to generate efficient meshes for complex geometries like airplanes or racing cars.
Modell085 17.03.2016HelmholtzzerlegungHelmholtzzerlegung: Jens Babutzka befasst sich mit der Helmholtzzerlegung, also der Zerlegung eines Vektorfeldes in einen Gradienten und einen divergenzfreien Teil. Die Ergebnisse kann er dann in der Analyse photonischer Kristalle verwenden.
Modell084 10.03.2016Newton-VerfahrenNewton-Verfahren: Robert Winkler forscht zu numerischen Verfahren zu schlecht gestellten Problemen, um die Elektrische Impedanztomographie mit dem Newton-Verfahren genauer und schneller zu machen.
Modell083 03.03.2016Dynamische RandbedingungenDynamische Randbedingungen: Schall wird von Wänden nicht einfach reflektiert, sondern bringt die Wände auch selbst zum Schwingen. Zur Modellierung braucht man da dynamische Randbedingungen, die David Hipp erforscht und als Thema in das Cooking Math Projekt eingebracht hat.
Modell082 25.02.2016ZeitintegrationZeitintegration: Patrick Krämer erforscht und erläutert uns Möglichkeiten zur Zeitintegration schnell oszillierender Funktionen, wie sie bei einer relativistischen Betrachtung geladener Teilchen in der Quantenphysik auftreten. Und er erzählt uns davon, wie seine Arbeit als Mathematiker im Cooking Math Projekt umgesetzt wurde.
Modell081 18.02.2016SplittingSplitting: Wie kann man das Splitting-Verfahren zur Behandlung von Teilchen in der Quantenmechanik erklären? Johannes Eilinghoff erzählt uns von seinen Erfahrungen zur Veranschaulichung seiner Forschung im Cooking Math Projekt.
Modell080 11.02.2016Cooking MathCooking Math: Mathematik mit Kunst und Design erklären- das war ein Ziel des Kurses von Jill Enders und Chris Spatschek im Cooking Math-Projekt über das uns die beiden im Gespräch berichten.
Modell079 28.01.2016QuantenchaosQuantenchaos: Geometrische und spektrale Eigenschaften Riemannscher Mannigfaltigkeiten führen auf das mathematische Quantenchaos, das Anke Pohl gleichsam im Grenzfall zwischen Quantenmechanik und klassischer Mechanik untersucht.
Modell078 21.01.2016Incredible Proof MachineIncredible Proof Machine: Der Beweis ist grundlegender Bestandteil der Mathematik. Mit der Incredible Proof Machine hat Joachim Breitner ein Spiel entworfen, mit dem auch Schülerinnen, Schüler und Interessierte das Beweisen spielerisch erlernen können.
Modell077 14.01.2016Automorphe FormenAutomorphe Formen: Vom Umfang von Ellipsen auf die Weistraßsche ℘-Funktion: Hans-Georg Rück gibt uns einen Einblick in die Welt der Drinfeld automorphen Formen.
Modell076 24.12.2015Qwirkle-GruppeQwirkle-Gruppe: Lisa Mirlina und Felix Dehnen mit ihrer erfolgreichen Suche nach der perfekten Qwirkle-Lösung in Topologie und Algebra, die sie mit Brezeln nach Japan führte.
Modell075 17.12.2015Transparent BoundariesTransparent Boundaries: Sonia Fliss is interested in so-called transparent boundary conditions to compute the propagation of waves around an obstacle inside a an unbounded in-homogeneous domain. The artificial boundary conditions can help reducing the computational domain to a bounded domain.
Modell074 10.12.2015Population ModelsPopulation Models: How do populations evolve? This question inspired Alberto Saldaña to his PhD thesis. He considered an extended Lotka-Volterra models which is describing the dynamics of two species such as wolves.
Modell073 03.12.2015NullnummerNullnummer: Die Nullnummer eines Podcasts behandelt die Hintergründe, Themen und Motivation für die Reihe. Dazu ist Nele Heise zu Besuch nach Karlsruhe gekommen, und spricht mit Gudrun Thäter und Sebastian Ritterbusch über Podcasts, Wissenschaftskommunkation und den Modellansatz.
Modell072 26.11.2015SonnenkollektorenSonnenkollektoren: Normalerweise soll der flüssige Wärmeträger in einem Sonnenkollektor seine Phase nicht ändern und man kann die Flüssigkeit als inkompressibles Fluid simulieren. Wenn man aber das Verdampfen zulässt, so ändert sich das Verhalten vollkommen- dafür hat Edwin Hernandez ein Modell aufgestellt und den Sonnenkollektor simuliert.
Modell071 19.11.2015BrasilienBrasilien: Ein Auslandsaufenthalt ist auch im Mathematikstudium eine ausgezeichnete Ergänzung. Hakan Demirel und Benedikt Kottler konnten ein Semester in Brasilien studieren und in Richtung Molekulardynamik und Feinstaubsimulation forschen.
Modell070 12.11.2015RSA-FaktorisierungRSA-Faktorisierung: Das RSA-Verfahren ist als ein Public-Key-Verfahren zum elementaren Baustein für private und geschäftliche Kommunikation geworden. Die Sicherheit basiert auf der aufwendigen Faktorisierung, die Finn Schmidt untersucht hat.
Modell069 29.10.2015ElectrodynamicsElectrodynamics: The traditional model of Maxwell's equations for Electrodynamics is problematic for point charges. Therefore, Denis Bonheure investigates the nonlinear Born-Infeld model similar to the relativistic theory of Einstein.
Modell068 15.10.2015ImpedanztomographieImpedanztomographie: Mit der Messung an zwei Elektroden will Stefanie Hollborn durch elektrische Impedanztomographie auf schonende Weise Krebszellen im Körper oder Blasen in Zement detektieren. Dazu muss sie ein schlecht gestelltes Problem lösen.
Modell067 08.10.2015KlavierstimmungKlavierstimmung: Wie wirkt sich die Biegesteifigkeit von Klaviersaiten auf die Stimmung aus? Dieser Frage ist Niels Ranosch nachgegangen und erklärt uns warum man das Modell der Wellengleichung für Saiten in Abhängigkeit von ihrem Querschnitt erweitern muss und welche Folgen dies für die Stimmung hat.
Modell066 01.10.2015NanophotonicsNanophotonics: Nanophotonics is one great path into our future since it renders possible to build e.g. absorber, emitter or amplifier on a scale of a few dozen nanometers. The main focus of our guest Claire Scheid who is working on nanophotonics is to solve the corresponding partial differential equations numerically.
Modell065 24.09.2015InSARInSAR: Für die zentimetergenaue Vermessung der Erdoberfläche und Veränderungen durch Bohrungen oder Naturereignisse entwickelt Markus Even neue Verfahren für die SAR-Interferometrie, die bei der Auswertung von Satellitendaten zur Anwendung kommen.
Modell064 13.08.2015PhotobioreaktorenPhotobioreaktoren: Photobioreaktoren sind eine große Hoffnung für unsere Zukunft ohne Erdöl. Sie nutzen die Tatsache aus, dass verschiedenste Algensorten für uns nützliche Stoffe produzieren können. Judith Kolbe hat in ihrer Masterarbeit ein Modell erprobt, das die Verklumpung von Algen beim Fließen beschreiben soll.
Modell063 06.08.2015Sprache PDGLSprache PDGL: Oft stehen elliptische wie parabolische Gleichungen am Beginn der Modellbildung von Prozessen in der Physik, der Biologie und Chemie. Catherine Bandle illustriert, wie Diffusions-, Reaktions-, Transport- und Wachstumsprozesse durch Differentialgleichungen beschrieben werden.
Modell062 30.07.2015Splitting WavesSplitting Waves: To separate one single instrument from the acoustic sound of a whole orchestra- just by knowing its exact position- gives a good idea of the concept of wave splitting, which is the research topic of Marie Kray.
Modell061 23.07.2015Perfekte GleichgewichtePerfekte Gleichgewichte: Wie können wir die globale Erwärmung stoppen? Viola Caspari hat dazu eine spieltheoretische Masterarbeit abgeschlossen. Ihr Interesse galt sogenannten trembling-hand perfekten Gleichgewichten. Der Hintergrund hierfür sind die laufenden Verhandlungen zwischen allen Staaten, den CO2-Ausstoß zu reduzieren.
Modell060 16.07.2015Wilde SingularitätenWilde Singularitäten: Anja Randecker befasst sich in ihrer Forschung mit so genannten wilden Singularitäten, die im Zusammenhang mit Translationsflächen auftreten und erklärt im Gespräch die Faszination dieser mathematischen Konstruktionen.
Modell059 09.07.2015ZweibeinerZweibeiner: Wie bringt man einem Roboter das Gehen bei? Cornelius Kuhs hat sich dieser Frage am Humanoiden Fünf-Segment-Läufer am Institut für Technische Mechanik gestellt, und hat die Bewegungen am Modell von Differentialgleichungen auf die Energieeffizienz des Bewegungsablaufs studiert.
Modell058 02.07.2015Acoustic ScatteringAcoustic Scattering: Scattering is a phenomenon in the propagation of waves. An interesting example from our everyday experience is when sound waves hit obstacles the wave field gets distorted. So, in a way, we can "hear" the obstacle, illustrated by Francisco Sayas.
Modell057 25.06.2015SteganographieSteganographie: Bei der Steganographie geht es darum, eine geheime Nachricht so zu versenden, dass niemand außer dem gewünschten Empfänger die Existenz dieser Nachricht überhaupt vermutet. Marius erzählt uns, wie das funktioniert, wie man sie trotzdem entdeckt und wie man damit Flaggen fängt.
Modell056 18.06.2015SpielcomputerSpielcomputer: Die transzendente Zahl \pi zu approximieren, ist schon für sich eine spannende Aufgabe. Florian will aber dazu einen virtuellen Computer aus Stein konstruieren, der diese Aufgabe mit effizienten Gattern und viel Mathematik möglichst schnell löst.
Modell055 11.06.2015L-FunktionenL-Funktionen: Eine alte Fragestellung lautet, was die Summe der Kehrwerte aller natürlicher Zahlen ist. Die Antwort, die man im ersten Semester kennenlernt, ist: Diese Reihe ist divergiert, der Wert ist nicht endlich. Über die spannenden Entwicklungen in der Zahlentheorie, die sich daraus ergeben, berichtet Fabian Januszewski.
Modell054 07.05.2015WavesWaves: Indeed, waves are everywhere, illustrates Enrique Zuazua: They are visible in everything which vibrates and are an integral part of life itself. In our work as mathematician very often the task is to influence waves and vibrating structures like houses or antennae such that they remain stable.
Modell053 30.04.2015StrukturoptimierungStrukturoptimierung: Fluidströmungen können Peter Allinger und Nick Stockelkamp durch Veränderung der Struktur optimieren, um Druckverlusten zu reduzieren, Turbulenzen zu vermeiden oder Wärmetauscher zu verbessern. Doch wann kann man ein Strukturdesign als optimal bezeichnen?
Modell052 16.04.2015ErdrutscheErdrutsche: Tsunamis können neben Erdbeben auch Erdrutsche zum Ursprung haben. Daher erforscht Katharina Elsen bei ihrem Forschungsaufenthalt in Karlsruhe die mathematischen Modelle und numerischen Verfahren, die die Vorhersagen der zu erwartenden Wellenhöhen verbessern können.
Modell051 19.03.2015Flipped ClassroomFlipped Classroom: An Pädagogischen Hochschulen werden neue Unterrichtsformen erforscht, erprobt und gelehrt. Christian Spannagel befasst sich dort mit der Lehre der Mathematik und bringt MOOCs und Flipped Classroom-Konzepte in Vorlesungen und Schulen.
Modell050 12.03.2015KlothoidenKlothoiden: Klothoiden sind Kurven, die Bernoulli entdeckt wurden, als er die Form eines Metallstreifens untersuchte, der von einem Gewicht an einem Ende verbogen wird. Heutzutage helfen sie Fahrassistenzsysteme zu verbessern, wie Gotami Heller im Gespräch erklärt.
Modell049 26.02.2015WasserraketenWasserraketen: Gabriel Thäter befasst sich mit der Simulation, Auslegung und Optimierung von Wasserraketen, die durch herausgepresstes Wasser ihre Beschleunigung erhalten. Dabei geht es um die Bauform, das Volumen, wie viel Wasser darin mit welchem Druck eingefüllt wird und welche Düse verbaut wird.
Modell048 19.02.2015StrömungslärmStrömungslärm: Carlos Falquez, Iris Pantle und Balazs Pritz befassen sich mit Verfahren für Strömungslärmprognose und bieten diese über ihre Cloud-Simulationsplattform Nuberisim an. Während für viele Strömungen die inkompressiblen Navier-Stokes-Gleichungen ausreichen, kommen hier kompressible Gleichungen zum Einsatz.
Modell047 05.02.2015PapierrechnerPapierrechner: Joachim Breitner veranstaltete im FabLab Karlsruhe einen Workshop auf dem er unter anderem seinen Taschenrechner auf Papier vorstellte. Den Rechner hat er mit einem speziellen Digitalstift realisiert, dessen genaue Funktionsweise analysiert wurde.
Modell046 29.01.2015ExtremereignisseExtremereignisse: Sebastian Lerch befasst sich mit der Vorhersage von Extremereignissen. Das Dilemma ist dabei, dass die öffentliche Bewertung oft nur nach eventuell nicht vorhergesagten Katastrophen erfolgt, wie bei dem Erdbeben von L’Aquila, das sogar in erster Instanz zur Verurteilung von Wissenschaftlern führte.
Modell045 22.01.2015KaufverhaltenKaufverhalten: Bei der stochastischen Analyse von Kaufverhalten konzentriert man sich besonders auf die Aspekte des Kaufzeitpunkts, der Produktwahl und der Kaufmenge, um im Wettbewerb einen Vorteil gegenüber der Konkurrenz zu erhalten. Kristina Cindric erstellt dazu Analysen, entwirft und trainiert Modelle, und testet die Prognosen.
Modell044 15.01.2015Geometrische AnalysisGeometrische Analysis: Geometrie und Analysis sind auf den ersten Blick zwei sehr unterschiedliche Disziplinen in der Mathematik. Wie sie jedoch wunderbar zusammenpassen, erläutert Prof. Dr. Tobias Lamm im Gespräch. Ein klassisches Beispiel für die geometrische Analysis ist das Problem der Dido: Wie kann man bei festgelegtem Umfang ein möglichst großes Gebiet abstecken?
Modell043 08.01.2015FußgängerFußgänger: Auch Menschenströme können mathematisch beschrieben und mit geeigneten Modellen auch simuliert werden. Damit können große Veranstaltungen im Vorfeld besser geplant und ausgelegt werden, damit Engpässe oder sogar Katastrophen wie bei der Love-Parade 2010 möglichst verhindert werden. Henrieke Benner hat dazu die Parameter für die Simulation von Fußgängern im Gegenstrom kalibriert.
Modell042 25.12.2014TeichmüllerkurvenTeichmüllerkurven: Jonathan Zachhuber befasst sich mit Teichmüllerkurven. Zunächst sind Kurven sehr elementare eindimensionale mathematische Gebilde, die jedoch über den komplexen Zahlen als Riemannsche Fläche verstanden werden können und manchmal faszinierende topologische Eigenschaften besitzen, die uns so zu den Teichmüllerkurven führen können.
Modell041 18.12.2014RisikobewertungRisikobewertung: Wolfgang Härdle befasst sich mit der Bewertung von Risiken mit besonderem Augenmerk auf seltenen Ereignissen. Das ist unter anderem wichtig für die Bewertung von Finanzprodukten, da zu einfache Modelle zur Bewertung von CDOs ein Grund für die Finanzkrise ab 2007 waren.
Modell040 11.12.2014TopologieTopologie: Wolfgang Lück befasst sich mit der Topologie von Mannigfaltigkeiten und Flächen wie auf einem Torus oder einer Kugel. Auch wenn Flächen lokal ähnliche Eigenschaften haben, kann die Situation global ganz anders aussehen: So unterscheidet sich die Vorstellung einer flachen Erde lokal nicht von der Kugelform der Erde, global sieht es aber ganz anders aus.
Modell039 27.11.2014SystembiologieSystembiologie: Bei der Anwendung einer Chemotherapie leiden Krebspatienten oft unter Blutarmut, die durch das Hormon EPO bekämpft werden kann. Die genaue Wirkung von EPO auf Krebszellen ist leider nicht bekannt. Daher forscht Lorenz Adlung im Gebiet der Systembiologie, um im Zusammenwirken von Modellbildung, Biologie und Simulationen die Prozesse analysieren und bewerten zu können.
Modell038 20.11.2014GraphpartitionierungGraphpartitionierung: Ein Graph ist eine Menge von Knoten und Kanten zwischen diesen Knoten. Beispiele sind die graphische Darstellung von Beziehungen in einem sozialen Netz oder Straßennetze, für deren Verarbeitung das Forschungsgebiet von Christian Schulz immer bedeutender wird.
Modell037 13.11.2014MetallschaumMetallschaum: In den Materialwissenschaften ist man immer auf der Suche nach neuen Werkstoffen und Materialien. Sehr vielversprechend sind dabei Metallschäume, dessen Wärmeleitungseigenschaften Anastasia August am Institut für angewandte Materialien erforscht und über die sie uns im Gespräch erzählt.
Modell036 06.11.2014Analysis und die AbschnittskontrolleAnalysis: Im Herbst beginnen die neuen Studiengänge der Mathematik am KIT und neben den Vorlesungen zur Linearen Algebra, Stochastik oder Numerik gehört die Analysis zu den mathematischen Vorlesungen, mit dem das Studium der Mathematik in den ersten Semestern beginnt. Von deren zentralen Inhalten und Anwendungen erzählt uns Johannes Eilinghoff, der im letzten Jahr den Übungsbetrieb der Analysis-Vorlesungen mit großem Anklang organisiert hat.
Modell035 16.10.2014Höhere MathematikTriathlon: Die wissenschaftliche Fundierung des sportlichen Trainings kann sowohl im Amateur- als auch im Profibereich zur Verbesserung der individuellen Leistung beitragen. Marian Hoffmann ist Mitarbeiter des BioMotion Centers und beschäftigt sich mit dem Einsatz multivariater Verfahren zur Identifikationen leistungsrelevanter Einflussgrößen durch Strukturgleichungsmodelle in der Sportart Triathlon.
Modell034 18.09.2014Höhere MathematikHöhere Mathematik: Auch im Studium der Ingenieurswissenschaften steckt viel Mathematik: Diese spielt besonders am Anfang des Studiums der Fächer Maschinenbau, Verfahrenstechnik und Chemieingenieurwesen am KIT eine große Rolle, und Frank Hettlich begleitet mit seinem Team die Studienanfänger in der sogenannten Höheren Mathematik in den ersten drei Semestern.
Modell033 11.09.2014Logistik und Big DataLogistik und Big Data: Liubov Osovtsova hat ein Modell der Transportlogistik auf Basis von Petri-Netzen in CPN Tools in der Form eines Coloured Petri Net aufgestellt. Im Gespräch erklärt sie, wie sie damit stochastische Aussagen über Engpässe und Optimierungspotentiale bestimmen konnte.
Modell032 21.08.2014Digitale WährungenDigitale Währungen: Um im digitalen Umfeld elektronischen Handel zu betreiben, benötigt man einen gesicherten Datenaustausch. Ganz zentral sind Public Key-Verfahren, die diesen durch mathematische Verfahren ermöglichen. Im Gespräch erläutert Sebastian Ritterbusch die Mathematik hinter digitalem Geld und der Kryptowährung Bitcoin.
Modell031 14.08.2014MatrixfunktionenMatrixfunktionen: Eine Funktion, die eine Matrix auf eine Matrix abbilden kann, ist eine Matrixfunktion. Diese Funktionen finden besonders bei Evolutionsgleichungen wie der Wärmeleitungsgleichung ihre Anwendung. Dazu bändigt Tanja Göckler partielle Differentialgleichungen, die aus der mathematischen Modellbildung entstehen, durch Diskretisierung zu gewöhnlichen Differentialgleichungen.
Modell030 07.08.2014Motorisches LernenMotorisches Lernen: Kinder erlernen das Laufen und Schreiben im Spiel, doch für Erwachsene ist es nach z.B. einem Schlaganfall eine ganz andere Herausforderung. Daher untersucht Christian Stockinger das motorische Lernen, damit wir besser verstehen können, wie sich der Körper sensormotorische Programme abruft.
Modell029 31.07.2014UnfallvorhersageUnfallvorhersage: Aus einem Verkehrsmodell kann man den Straßenverkehr simulieren und damit mögliche Staustellen und auch die Gefahr für Verkehrsunfälle vorhersagen. Marianne Petersen hat dazu den Verkehr im Rhein-Main-Gebiet betrachtet und beschreibt, wie sie auch seltene Unfallereignisse analysieren konnte.
Modell028 24.07.2014GetriebeauswahlGetriebeauswahl: Getriebe sind mechanische Komponenten, die oft zwischen Motoren und anzutreibenden Maschinenteilen zum Einsatz kommen. Für einen Anwendungsfall gibt es aber viele einsetzbare Getriebe mit weiteren Eigenschaften. Jonathan Fröhlich hat hier die Frage betrachtet, wie man bei der Auswahl des Getriebes vorgehen kann.
Modell027 17.07.2014WahlsystemeWahlsysteme definieren den Ablauf von Wahlen, und wie daraus ein Wahlergebnis bestimmt wird. Philipp Staudt hat mathematisch analysiert, wie das deutsche Wahlsystem gegenüber alternativen Verfahren wie der Rangaddition und der Condorcet-Methode abschneidet.
Modell026 03.07.2014Last-Call AuktionenLast-Call Auktionen sind Auktionen, in denen ein Bieter bevorzugt wird. Marie-Christin Haufe beschäftigt sich in ihrer Diplomarbeit mit dieser Auktionsform und untersucht, wie sich die Vergabe eines Last-Call Rechts auf das Bietverhalten der nichtbevorzugten Bieter auswirkt. Dabei werden spieltheoretische Gleichgewichte berechnet, ökonomisch interpretiert und ihre Auswirkungen auf den erwarteten Auktionserlös mathematisch analysiert.
Modell025 26.06.2014Predictive AnalyticsPredictive Analytics: Bei Blue Yonder arbeitet Florian Wilhelm an Absatzprognosen für Kunden im Einzelhandel. Mit diesen Vorhersagen kann der Disponent eine optimale Entscheidung treffen wie viele Produkte er von einem Großhändler kauft, um bei hoher Warenverfügbarkeit möglichst geringe Abschreibungen durch verdorbene Ware zu haben.
Modell024 12.06.2014WasserstraßenWasserstraßen: An der Bundesanstalt für Wasserbau befasst sich Rebekka Kopmann mit Analysen und Prognosen des Systemzustands von Bundeswasserstraßen. Eine Herausforderung ist dabei die Kalibration von Simulationsmodellen an die Wirklichkeit, damit sinnvolle Analysen und Prognosen überhaupt möglich werden.
Modell023 05.06.2014GasspeicherGasspeicher: Um Gasspeicher mit möglichst viel Gewinn zu betreiben, verwendet Viola Riess Markov-Prozesse, um mit statistischen Methoden und durch mathematische Modelle optimale Handelsstrategien zu berechnen. Dabei muss sie neben Vorhersagemodellen für den Gaspreis auch die Restriktionen des Speichers in Füllstand und Kapazität berücksichtigen.
Modell022 22.05.2014VersuchsplanungVersuchsplanung: Mit Differentialgleichungsmodellen werden oft zeitliche und/oder räumliche Prozesse modelliert, beispielsweise auch enzymatisch katalysierte Reaktionen. Anna Osberghaus schildert, wie sie unter den möglichen Reaktionswegen eines bestimmten Enzyms den wahrscheinlichsten bestimmt hat und danach mittels optimaler Versuchsplanung Experimente entworfen hat, die die Entscheidung für einen bestimmten Reaktionsweg in Zukunft vereinfachen sollten.
Modell021 15.05.2014ChromatographieChromatographie: Tobias Hahn simuliert mit einem Konvektions-Diffusions-Modell die Makrokinetik in einer Chromatographie-Säule zur Isolation und Analyse von Proteinen und Antikörper für verbesserte Medikamente und viele weitere bio-chemische Produkte.
Modell020 24.04.2014ZeitreihenZeitreihen: Zeitreihen erleben wir bei Aktienkursen, seismischen Messungen, Wetterbeobachtungen, Wahlen und vielem mehr. Franziska Lindner befasst sich deshalb mit der Zeitreihenanalyse und wie man mit mathematischen Methoden und Statistik Aussagen über die Struktur der Zeitreihen, Ereignisse im Zeitverlauf und Prognosen mit Konfidenzbereichen bestimmen kann.
Modell019 17.04.2014Computerunterstütztes BeweisenComputerunterstütztes Beweisen: Dagmar Rütters führt die Technik ein, Computer unterstützte Beweise zu führen. Eine große Rolle spielt hierbei eine mathematisch korrekte Berechnung aller Größen, die zum Beispiel durch Intervallarithmetik möglich wird.
Modell018 27.02.2014SicherheitsventileSicherheitsventile: Sicherheitsventile sollen uns durch eine geeignete Auslegung vor Explosionen und Unglücken wie dem Sevesounglück in der Industrie schützen. Doch sind die aktuellen Sicherheitsrichtlinien zeitgemäß? Andreas Schleich hat dazu ein Sicherheitsventil mathematisch modelliert und mit der Lattice-Boltzmann Methode den Betrieb mit numerischer Fluid-Simulation simuliert.
Modell017 20.02.2014MigräneMigräne: Das Gehirn ist nicht nur eine graue Substanz, sondern ein sehr komplexes Organ, wo es noch viel zu erforschen gibt. Markus Dahlem befasst sich mit der Migräne, und erklärt, wie hier mit Modellbildung im Gehirn neue Erkenntnisse erzielt werden.
Modell016 13.02.2014LärmschutzLärmschutz: Der Autoverkehr macht Lärm, und vor diesem möchte man die Umwelt mit Lärmschutzwänden oder Lärmschutzwällen schützen. Tilo Arens erklärt, wie man die Schallausbreitung mit der Helmholtz-Gleichung mathematisch modellieren kann und durch das Huygens-Prinzip mit Randelementen und Integralgleichungen simulieren kann.
Modell015 06.02.2014LawinenLawinen: und Muren sind im alpinen Bergland allgegenwärtige Gefahren, daher ist die Simulation des Abgangs gerade für Anwohner und Versicherungen sehr wichtig. Auf Basis eines Geländemodell aus dem Grass GIS Geoinformationssystem hat Katharina Schratz das mathematische Modell numerisch umgesetzt, und geht auf die Besonderheiten der Diskretisierung und der speziellen CFL-Bedingungung für numerische Stabilität ein.
Modell014 30.01.2014Windsimulation im StadtgebietWindsimulation: Irina Waltschläger modelliert den Wind im Stadtgebiet, um die Luftbewegung ausgehend von einem Gebäude- und Geländemodell mit den Navier-Stokes Gleichungen als Fluid simulieren und analysieren zu können.
Modell013 09.01.2014Strömungssteuerung und GebietszerlegungStrömungssteuerung: Luftströmungen sorgen für den Auftrieb von Flugzeugen, und sind zu großem Teil durch den Luftwiderstand für den Treibstoffverbrauch im Auto verantwortlich. Deswegen untersucht Eva Ketelaer, wie man mit Finiten Elementen Strömungen simulieren und optimal steuern kann.
Modell012 17.12.2013Erdbeben und Optimale VersuchsplanungErdbeben: Erdbeben lassen sich nicht verhindern, doch wir lernen immer besser mit ihnen umzugehen. Dafür simuliert Stephanie Wollherr die Erdschwingungen und erklärt, wie wir mit optimaler Versuchsplanung bessere Aufstellorte für Seismographen bestimmen können.
Modell011 12.12.2013FlammenFlammen: Auch Flammen können durch partielle Differentialgleichungen modelliert werden, und Robin Trunk hat so ein Modell mit Hilfe von Level-Set Methoden numerisch mit Finiten Elementen simuliert. Im Gespräch geht er auch auf die Zusammenarbeit mit den Ingenieuren am IKET und das Studium der Technomathematik ein.
Modell010 05.12.2013PositionsbestimmungPositionsbestimmung: Hakan Demirel hat die Positionsbestimmung auf der Erde untersucht, wie sie zum Beispiel mit dem Global Positioning System möglich ist. Dabei geht er im Gespräch auch auf Fehlerquellen ein, die auf sehr unterschiedliche Arten, die bestimmte Position verfälschen können, und wie Blitze verortet werden können.
Modell009 28.11.20133D-Druck3D-Druck: Marie-Luise Maier hat ein 3D-Druck-Verfahren analysiert und optimiert, mit dem das sonst bei FDM-Druck notwendige Stützmaterial eingespart werden kann. Teil der Modellbildung ist dabei der Funktionsbegriff. Sie spricht über Klassen von mehr oder weniger druckbaren Objekten und einem konstruktiven Algorithmus.
Modell008 21.11.2013InjektorenInjektoren: Carmen Straub modelliert und simuliert den Einspritzvorgang im Motorraum durch Injektoren. Dabei hat sie das Modell und die numerischen Verfahren auf Stabilität untersucht indem sie numerische Lösungen mit einer analytischen Lösung verglich. Um den Einsatz neuer Forschungsergebnisse um Large-Eddy-Simulationen zu untersuchen hat sie das Modell mit einem neuen Softwarepaket gekoppelt. Diese Ergebnisse wurden mit einem echten Einspritzvorgang verglichen.
Modell007 14.11.2013Ad-hoc NetzwerkeAd-hoc Netzwerke: Leonid Chaichenets hat Ad-hoc Netze modelliert, und dadurch die Optimierung der erfolgreichen Übertragungen ermöglicht. Mit Verfahren aus der stochastischen Geometrie können in Zukunft bessere Kommunikationsnetze für Notkräfte entwickelt werden.
Modell006 07.11.2013Bewegte ComputertomographieBewegte Computertomographie: Yuemin Liang hat Methoden entwickelt, mit denen Bewegungen während einer Computertomographie herausgerechnet werden können, um bessere Rekonstruktionen zu erhalten. Dafür verwendet sie Marker, die im Sinogramm veräterische Spuren zeigen, wenn es zu Bewegungen gekommen ist, und kann so die ungewollten Bewegungen zum Teil kompensieren.
Modell005 31.10.2013Modellierung und Optimierung von PumpspeicherkraftwerkenPumpspeicherkraftwerke: Julia Dickmann optimiert den Betrieb von Pumpspeicherkraftwerken ohne die Zukunft der Strompreise und Regenfälle genau zu kennen. Dazu geht sie auf Zeitreise aus der Zukunft in die Gegenwart, und berechnet so mit Topologiematrix und Simplex-Verfahren optimale Steuerungsstrategien auf Basis von statistischen Modellen.
Modell004 24.10.2013Erdölsuche und Geo-ExplorationErdölsuche: Jörg Bäuerle hat ein Verfahren zur verbesserten Erdölsuche erforscht, das passiv die elektromagnetische Ausstrahlung von Erdölfeldern auswerten kann. Darin steckt viel Mathematik, Freude über L-Kurven und nicht nur ein inverses Problem.
Modell003 17.10.2013UnsichtbarkeitUnsichtbarkeit: Andreas Schkarbanenko befasst sich mit der mathematischen Beschreibung der Unsichtbarkeit, Metamaterialien und berichtet über Simulationsexperimente zu akustischen und elektromagnetischen Tarnkappen.
Modell002 10.10.2013Die Aorta ChallengeDie Aorta Challenge: Thomas Henn spricht über seine Blutflusssimulationen in der Aorta, die mathematische Beschreibung, wie man über ein Becken geht, numerische Simulationen auf einem Großrechner und über den internationalen Vergleich der Ergebnisse.
Modell001 03.10.2013Mathematische ModellbildungMathematische Modellbildung: Gudrun Thäter spricht über Mathematische Modellbildung und die zugehörige Vorlesung im Studium, über überraschende Ventile, dem Stau aus dem Nichts und Fußgängersimulationen.

Der Podcast wird unter der CC BY-NC-ND 3.0 Lizenz publiziert. Die Atmo unterliegt der CC BY-SA 3.0 Lizenz.